一种恒力浮动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种恒力浮动系统，涉及工业自动化设备技术领域，包括有控制器、恒力浮动单元、电动伺服阀和力传感器，恒力浮动单元可实现恒力作业，力传感器可检测恒力大小并传送给控制器，控制器主动调整或者根据传感器信息做出决策控制电动伺服阀以实现对输入到恒力浮动单元的流量控制来调节恒力大小。本实用新型专利技术既可以通过控制器预设程序对恒力浮动单元的恒力大小实行主动控制，也可以根据使用时的反馈来进行实时调节，能够实现多种情景的作业，可控程度高、调节速度快，特别有助于实现精确打磨、切割等工艺加工。

A constant force floating system

The utility model discloses a constant floating system, relates to the technical field of industrial automation equipment, which comprises a controller, constant floating unit, electric servo valve and force sensor, constant floating unit can realize constant power operation, the sensor can detect constant size and transmitted to the controller, the controller or active adjustment according to the sensor information to make decisions in order to achieve flow control of constant input to the floating unit to adjust the size of the constant control of electric servo valve. The constant size of the utility model can be used by the controller to preset program constant float unit to implement active control, can also according to the feedback when used for real-time adjustment, to achieve a variety of scenarios of operation, high degree of controllability and speed regulation, especially helpful to realize precise grinding, cutting and other processing.

【技术实现步骤摘要】
一种恒力浮动系统
本技术涉及工业自动化设备
，尤其涉及一种恒力浮动系统。
技术介绍
在工业生产过程中，打磨是很常见的工序。铸件（如铸铁、铸铝、铸钢）的飞边和浇口以及焊接件中间的焊缝常需要打磨。目前多数是靠人力打磨，费时费力，且现场工作环境差（如粉尘很大），安全事故时有发生，使得打磨工作人员的工作环境相当恶劣。如今，使用机器人或其它自动化设备进行打磨逐渐成为趋势。机器轴承基本都是刚性轴承，打磨过程中无法实现轴向伸缩，因此无法保证打磨过程中对加工器件施以恒力，对打磨的精度有很大的影响。传统方式往往在打磨过程中在轴向施力以实现打磨。但由于待打磨器件的表面形状、位置以及打磨方式等不同，因此对打磨工具的径向力的把控也很重要。现有的机器轴承基本都是刚性轴承，少部分能实现恒力收缩的也是在轴向的恒力浮动，而对于径向力，往往只是一些径向的柔性调整，还无法实现径向的恒力，使得一些需要径向恒力的工艺操作难以完成或者完成的效率、完成后工件的精度等都难以达到要求。现有的机器人或其它自动化设备进行打磨，往往需要控制整个系统来进行协调作业。由于待打磨器件结构复杂，因此对整个系统的控制也很困难，尤其需要实现恒力的打磨，由于缺少恒力器件，且恒力控制实施效果不好，使得工业上难以实现恒力的打磨。
技术实现思路
针对以上不足，本技术提供一种恒力浮动系统，能够从整体上实现对整个系统的控制，以实现精确的恒力加工。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种恒力浮动系统，包括有控制器、恒力浮动单元、电动伺服阀和力传感器，所述恒力浮动单元包括有径向浮动单元和/或轴向浮动单元，其中，所述径向浮动单元包括有气缸筒、活塞、万向轴承、支承筒、承力爪、支撑座和加力爪，所述气缸筒套设于所述活塞外部并与所述活塞形成一个气腔，所述气缸筒上设置有第三进气口，所述第三进气口与所述气腔相连通，所述支撑座固定连接于所述气缸筒的底端；所述万向轴承设置在所述支撑座的中心，所述万向轴承内配套装有与所述万向轴承相匹配的所述支承筒；所述承力爪与所述支承筒固定连接，所述加力爪与所述活塞固定连接，所述承力爪与所述加力爪相接触；所述万向轴承内设置有限位块，所述限位块使得所述万向轴承只能进行径向的摆动；所述轴向浮动单元包括有浮动轴、恒压外缸体、恒压内缸体和浮动活塞：所述恒压内缸体和浮动活塞分别套设于所述浮动轴的外部，所述恒压外缸体套设于所述恒压内缸体和浮动活塞的外部，所述恒压外缸体和恒压内缸体之间形成一腔室，所述浮动活塞一端与所述浮动轴固定连接，另一端位于所述腔室内并将所述腔室分隔为第一腔室和第二腔室，所述恒压外缸体的侧壁上设置有第一进气口和第二进气口，所述第一进气口与所述第一腔室相连通，所述第二进气口与所述第二腔室相连通；所述力传感器设置于所述径向浮动单元和/或轴向浮动单元上，用于测量所述支承筒的径向力和/或所述浮动轴的轴向力；所述电动伺服阀与所述径向浮动单元的第三进气口和/或与所述轴向浮动单元的第一进气口和/或第二进气口相连通，用于给所述径向浮动单元和/或轴向浮动单元提供气流；所述控制器分别与所述力传感器和所述电动伺服阀相连，用于接收所述力传感器的测量信号并控制所述电动伺服阀。作为本技术的一种改进，所述电动伺服阀包括有伺服电机、阀体和阀芯，所述伺服电机的输出轴与所述阀芯的一端固定连接，所述阀芯位于所述阀体内；所述阀芯在周向上开设有第一通气凹槽，所述阀体上在过所述第一通气凹槽的横截面的位置上设置有第一伺服阀进气口和第一伺服阀出气口，在所述阀芯转至一定角度时，所述第一伺服阀进气口、第一通气凹槽和第一伺服阀出气口相连通。作为本技术的一种改进，所述气缸筒的一端内侧套设有套筒，所述套筒位于所述气缸筒与所述活塞之间，所述套筒、气缸筒和活塞之间形成所述气腔；所述气缸筒和活塞之间和/或所述套筒和活塞之间设置有线性轴承；所述气缸筒和活塞之间设置有线性轴承。作为本技术的一种改进，所述支承筒一端固定设置有延长筒，所述支承筒一端固定设置有延长筒，所述延长筒和支承筒为空心筒状结构。作为本技术的一种改进，所述浮动轴为空心筒状结构，所述恒压内缸体端面开孔。作为本技术的一种改进，当所述恒力浮动单元包括有径向浮动单元时，所述延长筒和/或支承筒上设置有配重块用于实现所述延长筒、支承筒和配重块以及固定在所述延长筒和支承筒上的外部器件所成的结构的重心与所述万向轴承的转动中心相重叠；当所述恒力浮动单元包括有径向浮动单元和轴向浮动单元时，所述延长筒和/或支承筒和/或轴向浮动单元上设置有配重块用于实现所述延长筒、支承筒、配重块和轴向浮动单元以及固定在所述延长筒和支承筒上的外部器件所成的结构的重心与所述万向轴承的转动中心相重叠。作为本技术的一种改进，所述浮动轴和恒压内缸体之间设有直线导向机构，所述直线导向机构使得所述浮动轴和恒压内缸体之间只能进行轴向的直线运动；所述直线导向机构包括：设于所述浮动轴的外表面上的第一滑槽、设于所述恒压内缸体的内表面且与所述第一滑槽位置相对的第二滑槽以及设于所述第一滑槽和第二滑槽内的多个滚动体。作为本技术的一种改进，所述恒力浮动单元包括用于测量所述活塞位移量的位移传感器和/或用于测量所述浮动轴位移量的位移传感器和/或用于测量所述恒力浮动单元倾斜度的倾角传感器。作为本技术的一种改进，所述阀芯在周向上还开设有第二通气凹槽，所述阀体上在过所述第二通气凹槽的横截面的位置上设置有第二伺服阀进气口和第二伺服阀出气口，所述阀体上开设有进气总槽，所述第一伺服阀进气口和第二伺服阀进气口的端口同时位于所述进气总槽的槽底；在所述阀芯转至一定角度时，所述第二伺服阀进气口、第二通气凹槽和第二伺服阀出气口相连通；且当所述第二伺服阀进气口、第二通气凹槽和第二伺服阀出气口相连通时，所述第一伺服阀进气口、第一通气凹槽和第一伺服阀出气口不连通，当所述第一伺服阀进气口、第一通气凹槽和第一伺服阀出气口相连通时，所述第二伺服阀进气口、第二通气凹槽和第二伺服阀出气口不连通。作为本技术的一种改进，所述阀芯在周向上开设有第一泄气凹槽和第二泄气凹槽，所述阀体上在过所述第一泄气凹槽的横截面的位置上设置有第一大气通口和第一泄气口，在所述阀芯转至一定角度时，所述第一大气通口、第一泄气凹槽和第一泄气口相连通；所述阀体上开设有第一出气槽，所述第一伺服阀出气口和第一泄气口的端口同时位于所述第一出气槽的槽底；所述阀体上在过所述第二泄气凹槽的横截面的位置上设置有第二大气通口和第二泄气口，在所述阀芯转至一定角度时，所述第二大气通口、第二泄气凹槽和第二泄气口相连通；所述阀体上开设有第二出气槽，所述第二伺服阀出气口和第二泄气口的端口同时位于所述第二出气槽的槽底；当所述第一伺服阀进气口、第一通气凹槽和第一伺服阀出气口相连通时，所述第二大气通口、第二泄气凹槽和第二泄气口相连通，所述第一大气通口、第一泄气凹槽和第一泄气口不连通；当所述第二伺服阀进气口、第二通气凹槽和第二伺服阀出气口相连通时，所述第一大气通口、第一泄气凹槽和第一泄气口相连通，所述第二大气通口、第二泄气凹槽和第二泄气口不连通。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术具有恒力浮动单元，恒力浮动单元包括有径向浮动单元和/或轴向浮动单元，轴向浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒力浮动系统，包括有控制器（27）、恒力浮动单元（29）、电动伺服阀（100）和力传感器（26），其特征在于：所述恒力浮动单元（29）包括有径向浮动单元和/或轴向浮动单元，其中，所述径向浮动单元包括有气缸筒（1）、活塞（2）、万向轴承（3）、支承筒（4）、承力爪（5）、支撑座（6）和加力爪（7），所述气缸筒（1）套设于所述活塞（2）外部并与所述活塞（2）形成一个气腔（8），所述气缸筒（1）上设置有第三进气口（9），所述第三进气口（9）与所述气腔（8）相连通，所述支撑座（6）固定连接于所述气缸筒（1）的底端；所述万向轴承（3）设置在所述支撑座（6）的中心，所述万向轴承（3）内配套装有与所述万向轴承（3）相匹配的所述支承筒（4）；所述承力爪（5）与所述支承筒（4）固定连接，所述加力爪（7）与所述活塞（2）固定连接，所述承力爪（5）与所述加力爪（7）相接触；所述万向轴承（3）内设置有限位块（24），所述限位块（24）使得所述万向轴承（3）只能进行径向的摆动；所述轴向浮动单元包括有浮动轴（11）、恒压外缸体（12）、恒压内缸体（13）和浮动活塞（14）：所述恒压内缸体（13）和浮动活塞（14）分别套设于所述浮动轴（11）的外部，所述恒压外缸体（12）套设于所述恒压内缸体（13）和浮动活塞（14）的外部，所述恒压外缸体（12）和恒压内缸体（13）之间形成一腔室，所述浮动活塞（14）一端与所述浮动轴（11）固定连接，另一端位于所述腔室内并将所述腔室分隔为第一腔室（15）和第二腔室（16），所述恒压外缸体（12）的侧壁上设置有第一进气口（17）和第二进气口（18），所述第一进气口（17）与所述第一腔室（15）相连通，所述第二进气口（18）与所述第二腔室（16）相连通；所述力传感器（26）设置于所述径向浮动单元和/或轴向浮动单元上，用于测量所述支承筒（4）的径向力和/或所述浮动轴（11）的轴向力；所述电动伺服阀（100）与所述径向浮动单元的第三进气口（9）和/或与所述轴向浮动单元的第一进气口（17）和/或第二进气口（18）相连通，用于给所述径向浮动单元和/或轴向浮动单元提供气流；所述控制器（27）分别与所述力传感器（26）和所述电动伺服阀（100）相连，用于接收所述力传感器（26）的测量信号并控制所述电动伺服阀（100）。...

【技术特征摘要】
1.一种恒力浮动系统，包括有控制器（27）、恒力浮动单元（29）、电动伺服阀（100）和力传感器（26），其特征在于：所述恒力浮动单元（29）包括有径向浮动单元和/或轴向浮动单元，其中，所述径向浮动单元包括有气缸筒（1）、活塞（2）、万向轴承（3）、支承筒（4）、承力爪（5）、支撑座（6）和加力爪（7），所述气缸筒（1）套设于所述活塞（2）外部并与所述活塞（2）形成一个气腔（8），所述气缸筒（1）上设置有第三进气口（9），所述第三进气口（9）与所述气腔（8）相连通，所述支撑座（6）固定连接于所述气缸筒（1）的底端；所述万向轴承（3）设置在所述支撑座（6）的中心，所述万向轴承（3）内配套装有与所述万向轴承（3）相匹配的所述支承筒（4）；所述承力爪（5）与所述支承筒（4）固定连接，所述加力爪（7）与所述活塞（2）固定连接，所述承力爪（5）与所述加力爪（7）相接触；所述万向轴承（3）内设置有限位块（24），所述限位块（24）使得所述万向轴承（3）只能进行径向的摆动；所述轴向浮动单元包括有浮动轴（11）、恒压外缸体（12）、恒压内缸体（13）和浮动活塞（14）：所述恒压内缸体（13）和浮动活塞（14）分别套设于所述浮动轴（11）的外部，所述恒压外缸体（12）套设于所述恒压内缸体（13）和浮动活塞（14）的外部，所述恒压外缸体（12）和恒压内缸体（13）之间形成一腔室，所述浮动活塞（14）一端与所述浮动轴（11）固定连接，另一端位于所述腔室内并将所述腔室分隔为第一腔室（15）和第二腔室（16），所述恒压外缸体（12）的侧壁上设置有第一进气口（17）和第二进气口（18），所述第一进气口（17）与所述第一腔室（15）相连通，所述第二进气口（18）与所述第二腔室（16）相连通；所述力传感器（26）设置于所述径向浮动单元和/或轴向浮动单元上，用于测量所述支承筒（4）的径向力和/或所述浮动轴（11）的轴向力；所述电动伺服阀（100）与所述径向浮动单元的第三进气口（9）和/或与所述轴向浮动单元的第一进气口（17）和/或第二进气口（18）相连通，用于给所述径向浮动单元和/或轴向浮动单元提供气流；所述控制器（27）分别与所述力传感器（26）和所述电动伺服阀（100）相连，用于接收所述力传感器（26）的测量信号并控制所述电动伺服阀（100）。2.根据权利要求1所述的恒力浮动系统，其特征在于：所述电动伺服阀（100）包括有伺服电机（110）、阀体（120）和阀芯（130），所述伺服电机（110）的输出轴与所述阀芯（130）的一端固定连接，所述阀芯（130）位于所述阀体（120）内；所述阀芯（130）在周向上开设有第一通气凹槽（131），所述阀体（120）上在过所述第一通气凹槽（131）的横截面的位置上设置有第一伺服阀进气口（121）和第一伺服阀出气口（122），在所述阀芯（130）转至一定角度时，所述第一伺服阀进气口（121）、第一通气凹槽（131）和第一伺服阀出气口（122）相连通。3.根据权利要求1所述的恒力浮动系统，其特征在于：所述气缸筒（1）的一端内侧套设有套筒（10），所述套筒（10）位于所述气缸筒（1）与所述活塞（2）之间，所述套筒（10）、气缸筒（1）和活塞（2）之间形成所述气腔（8）；所述气缸筒（1）和活塞（2）之间和/或所述套筒（10）和活塞（2）之间设置有线性轴承（19）；所述气缸筒（1）和活塞（2）之间设置有线性轴承（19）。4.根据权利要求1所述的恒力浮动系统，其特征在于：所述支承筒（4）一端固定设置有延长筒（20），所述延长筒（20）和支承筒（4）为空心筒状结构。5.根据权利要求1所述的恒力浮动系统，其特征在于：所述浮动轴（11）为空心筒状结构，所述恒压内缸体（13）端面开孔。6.根据权利要求4所述的恒力浮动系统，其特征在于：当所述恒力浮动单元（29）包括有径向浮动单元时，所述延长筒（20）和/或支承筒（4）上设置有配重块（21）用于实现所述延长筒（20）、支承筒（4）和配重块（...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄约，黎相成，唐明福，刘运毅，
申请(专利权)人：南宁宇立仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：广西,45